Optoelectrónica - Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de

1.- DATOS DE LA ASIGNATURA
Nombre de la asignatura: Optoelectrónica
Carrera: Ingeniería Electrónica
Clave de la asignatura: ECC-0429
Horas teoría-horas práctica-créditos 4–2–10
2.- HISTORIA DEL PROGRAMA
Lugar y Fecha de
Elaboración o Revisión
Instituto Tecnológico de
Orizaba, del 25 al 29 de
agosto del 2003.
Participantes
Representante de las
academias de ingeniería
electrónica de los
Institutos Tecnológicos.
Observaciones
(Cambios y Justificación)
Reunión Nacional de
Evaluación Curricular de la
Carrera de Ingeniería
Electrónica.
Institutos Tecnológicos
de Ciudad Guzmán,
Oaxaca y Tehuacán, de
septiembre a noviembre
del 2003
Academias de Ingeniería
Electrónica.
Análisis y enriquecimiento de
las propuestas de los
programas diseñados en la
reunión nacional de
evaluación
Instituto Tecnológico de
Mexicali, del 23 al 27 de
febrero 2004
Comité de consolidación
de la carrera de
Ingeniería Electrónica.
Definición de los programas
de estudio de la carrera de
Ingeniería Electrónica.
3.- UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA
a). Relación con otras asignaturas del plan de estudio
Anteriores
Asignaturas
Temas
Física II
- Ondas
- Óptica
Posteriores
Asignaturas
Temas
- Circuitos de
Electrónica de
disparo
potencia
Física IV
Microprocesadores - Microprocesadores
y
Microcontroladores
- Fundamentos de
semiconductores.
- Unión PN
- Dispositivos de
unión
- Dispositivos
bipolares y
monopolares
- Transmisión de
Introducción a las
telecomunicaciones datos por fibra
óptica
Circuitos Eléctricos - Análisis de
I
circuitos de
Corriente Directa
Electrónica
Analógica I
- Circuitos de
aplicación con
Diodos
- Amplificadores
con transistores
b). Aportación de la asignatura al perfil del egresado
•
•
•
•
Proporciona
habilidades
para
operar,
seleccionar
dispositivos
optoelectrónicos.
Desarrolla la habilidad para comunicarse con efectividad para compartir
conocimientos y experiencias en el ámbito profesional.
Gestiona su autoaprendizaje, como un compromiso para actualizarse en su
disciplina
Proporciona la opción de diseñar fuentes alternas de energía que
proporcionen protección al medio ambiente y al ahorro de energía.
4.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO
El alumno diseñara sistemas utilizando dispositivos optoelectronicos
5.- TEMARIO.
Unidad
Temas
1
Transductores
Optoelectrónicos.
2
Optoaisladores
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3
Celdas Solares.
3.1
3.2
3.3
3.4
Subtemas
Clasificación de los sensores de luz
Fotorresistencia.
Fotodiodo.
Fototransistor.
Fototiristores.
Led's.
LED`s infrarrojos (Irled's).
Interruptor óptico
Displays.
1.9.1 LED´s (7 segmentos)
1.9.2 Alfanuméricos
1.9.3 Matriz
1.9.4 LCD
Clasificación y construcción de los
optoacopladores
Características eléctricas de los
optoacopladores
Aplicaciones de los optoacopladores
Clasificación y construcción de los
relevadores FotoMOS (PhotoMOS
Relays)
Características eléctricas de los
relevadores FotoMOS (PhotoMOS
Relays)
Aplicaciones de los
relevadores
FotoMOS (PhotoMOS Relays)
Construcción de los relevadores
fotovoltaico
Características eléctricas de los
relevadores fotovoltaico
Características eléctricas de los
relevadores fotovoltaico
Construcción.
Características eléctricas de las celdas
solares y módulos solares
Baterías y acumuladores como
dispositivos de almacenamiento en un
sistema con celdas solares
Aplicaciones y Diseño de un sistema
alterno de generación de energía
eléctrica utilizando celdas solares
5.- TEMARIO (Continuación)
Unidad
4
LASER.
5
Temas
Fibras Ópticas.
Subtemas
Introducción: Principio básico de
operación (amplificación de la luz),
covalencia Resonantes
4.2
Amplificadores ópticos: Potencia
radiante, coherencia, longitud de onda,
divergencia
4.3
Clasificación y construcción de láser
4.4
Características eléctricas
4.5
Luminiscencia
4.6
Circuitos de activación para diodos
láser
4.7
Sistemas láser
4.8
Conceptos de holografía
4.9
Medidas de seguridad
4.10 Aplicaciones en la industria, medicina,
comunicaciones, etc.
4.1
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
6
Sensores de Imagen.
6.1
6.2
6.3
Principios básicos de funcionamiento
Construcción de fibras ópticas
Características Eléctricas de las fibras
ópticas: Ancho de banda, Atenuación,
Acoplamiento fibra–fuente
Conceptos de enlaces telefónicos
mediante fibra óptica, detectores de
corriente.
Aplicaciones en sistemas electrónicos
Amplificadores aislador, Módulos de
transmisión y recepción de datos en
forma óptica
Aplicaciones en la: industria, medicina,
arqueología, otros
Principios de operación
Clasificación.
Aplicaciones
6.3.1 Funcionamiento de una cámara
de exploración
7
Proyecto de aplicación
7.1
Proyecto de aplicación utilizando
dispositivos optoelectrónicos
Nota: Para cada elemento indicar las principales características eléctricas utilizando
hojas de datos o manuales. Además incluir el diseño de circuitos de aplicación
para cada uno de ellos.
6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS
•
•
•
•
•
Conocimiento del funcionamiento básico de semiconductores
Comprensión de las Leyes de Kirchhoff y Teorema de superposición
Conocimiento básico de la polarización de diodos y transistores
Conocimiento básico de amplificadores con transistores
Comprensión de artículos en ingles.
7.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS
•
•
•
•
•
•
Propiciar la búsqueda y selección de información de los temas del curso.
Diseñar prácticas para que el alumno las desarrolle en el laboratorio y solicitar
el informe correspondiente.
Promover la solución de problemas en forma individual y grupal.
Promover visitas industriales para observar aplicaciones de dispositivos
optoelectronicos
Promover la implementación de proyectos afines a la materia
8. SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN
•
Revisar los reportes y actividades realizadas en el laboratorio, de acuerdo a un
formato previamente establecido1.
• Considerar la participación en las actividades programadas en la materia:
o Participación en clases
o Cumplimiento de tareas y ejercicios
o Exposición de temas
o asistencia
o paneles
o participación en congresos o concursos
o reportes de visitas industriales
• Aplicar exámenes escritos considerando que no sea el factor decisivo para la
acreditación del curso.
• Considerar el desempeño integral del alumno.
• Revisar los reportes de proyectos de acuerdo a un formato previamente
establecido2
1
2
Según formato anexo en el documento
9.- UNIDADES DE APRENDIZAJE
Unidad 1: Transductores Optoelectrónicos
Objetivo
Educacional
El alumno diseñará
circuitos con
transductores
optoelectrónicos
Actividades de Aprendizaje
1.1 Buscar y seleccionar información
general de los transductores
optoelectrónicos
1.2 Identificar y comparar las
características y parámetros de los
dispositivos optoelectrónicos
1.3 Comparar parámetros y características
de circuitos básicos con dispositivos
optoelectrónicos
1.4 Diseñar circuitos básicos dispositivos
optoelectronicos
Fuentes de
Información
1 al 5
8
10
Unidad 2: Optoaisladores
Objetivo
Educacional
El alumno diseñará
circuitos con
optoaisladores
Actividades de Aprendizaje
2.1
2.2
2.3
2.4
Buscar y seleccionar información
general de los optoacopladores,
relevadores fotoMOS y relevadores
fotovoltaicos
Identificar y comparar las
características y parámetros de los
optoacopladores, relevadores
fotoMOS y relevadores fotovoltaicos
Comparar parámetros y
características de circuitos básicos
con optoacopladores, relevadores
fotoMOS y relevadores fotovoltaicos
Diseñar circuitos básicos
optoacopladores, relevadores
fotoMOS y relevadores fotovoltaicos
Fuentes de
Información
1
2
5
8
9
10
Unidad 3: Celdas Solares
Objetivo
Educacional
El alumno diseñará
sistemas alternos de
generación de
energía eléctrica con
celdas solares.
Actividades de Aprendizaje
3.1
3.2
3.3
3.4
Buscar y seleccionar información
general de las celdas solares
Identificar y comparar las
características y parámetros de las
celdas solares
Comparar parámetros y
características de las celdas solares
Diseñar circuitos con celdas solares
Fuentes de
Información
2
5
8
10
Unidad 4: LASER
Objetivo
Educacional
El alumno analizará
las características
eléctricas del LASER
y sus diferentes
aplicaciones
Actividades de Aprendizaje
4.1
4.2
4.3
Buscar y seleccionar información
general de los LASER
Identificar y comparar las
características y parámetros de los
LASER
Analizar circuitos que apliquen
LASER
Fuentes de
Información
2
5
6
7
10
Unidad 5: Fibras Ópticas.
Objetivo
Educacional
El alumno analizará
las características de
la fibra óptica y sus
diferentes
aplicaciones
Actividades de Aprendizaje
5.1
5.2
5.3
Buscar y seleccionar información
general de la fibra óptica
Identificar y comparar las
características y parámetros de la
fibra óptica
Analizar circuitos que apliquen fibra
óptica.
Fuentes de
Información
2
5
10
Unidad 6: Sensores de imagen
Objetivo
Educacional
El alumno analizará
las características
eléctricas de los
sensores de imagen
y sus diferentes
aplicaciones
Fuentes de
Información
Actividades de Aprendizaje
6.1
6.2
6.3
Buscar y seleccionar información
general de los sensores de imagen
Identificar y comparar las
características y parámetros de los
sensores de imagen
Analizar circuitos que apliquen de los
sensores de imagen
5
10
Unidad 7: Proyecto de aplicación
Objetivo
Educacional
El alumno diseñará un 7.1
circuito de aplicación
de los dispositivos
optoelecrónicos
Fuentes de
Información
Actividades de Aprendizaje
Diseñar un sistema alterno
generación de energía eléctrica
de
1 al 10
10.- FUENTES DE INFORMACIÓN
1. OPTOELECTRONICS manual
Ed. General Electric, Trhird Edition.
2. Manuales de OPTOELECTRONICA sobre: LED´s, fototransistores, LCD,
optoacopladores, PhotoMOS Relays , fibras ópticas, celdas solares y todos los
dispositivos optoelectrónicos.
3. GENERAL ELECTRIC, LCD Liquid Crystal Display OPTREX CORPORATION,
MOTOROLA
4. Grafham Denis R., Sahm III William H., Smith Marvin W.,
Optoelectronics Manual, Third Edition
Power Electronics Semiconductor Departament General Electric Company,
Auburn, NY 13021
5. Guerrero, Nevárez, Gerardo-Enrique.
Apuntes de Optolectrónica.
Instituto Tecnológico de Cd. Guzmán. Apuntes no publicados
6. Láser: operación, equipo, diseño y uso coherente.
Ed. Limusa
7. Understanding lasers.
Manual de radio shack
8. Understanding optronics.
Manual de radio shack.
9. Jiménez García Ricardo.
Speech synthesizer and allophone
10. Páginas de INTERNET
http://www.cienciasmisticas.com.ar/electro/led.html
http://members.tripod.com/jlab/energia.htm
http://www.lawebdelprogramador.com/diccionario/mostrar.php?letra=L
http://www.lafacu.com/apuntes/informatica/manual%5Fde%5Fperifericos/defau
lt.htm
http://www.noticias3d.com/glosario.asp?pl=si&pid=30
http://www.lafacu.com/apuntes/informatica/manual%5Fde%5Fperifericos/defau
lt.htm
http://www.cienciasmisticas.com.ar/electro/optoac.html
http://www.acdelco-com/parts/1110_set.htm
http://www.censolar.org
http://www.uts.edu.au
htpp:/www.cfe.org
http://www.alt-energy.com
http://www.solar.korea.ac.kr/history.htm
http:/www.nasa.org
http://members.tripod.com/jlab/energia.htm
http://www.solener.com/fabricam.html
Http://members.tripod.com/~glorsarm/index-4.html
http://members.es.tripod.de/fibra_optica/
http://members.es.tripod.de/fibra_optica/fabricacion.html
http://www.ual.mx/metodologia/fibra/fibraopt.htm
http://huarpe.com/electronica/ao1/aoinstrum.html
http://olmo.pntic.mec.es/~jmarti50/revistas/sumarios.htm
http://www.bibliodgsca.unam.mx/tesis/tes8fecv/sec_14.htm
http://www.electa.uta.cl/ftp/Electronica2/Guias/g1ele2-00.pdf
http://www.bell-labs.com/history/laser/
11. Aguilar J. /Garcia-Legaz C.
El Viento: Fuente de Energía.
Ed. Alhambra.
12. Alcor, E (1995).
Instalaciones Solares Fotovoltaicas.
Ed. Progensa.
13. Boylestad.
Electrónica. Teoría de circuitos.
Ed. Prentice Hall.
14. Catalogo de radiocomunicaciones SYSCOM Comunicación electrónica
15. Deboo and Burroughs.
Integrated circuits and semiconductor devices
Ed. Mc Graw Hill
16. Flin Robert,
Todo lo que usted desea saber sobre optoacopladores.
Ed. Electronics 1996
17. Gonzáles Hurtado, Julia
Energía Solar.
Ed. Alhambra.
18. Jarabo, F ( 1991).
El libro de las Energías Renovables.
Ed. Integra.
19. Lijardí, Leonel (1988).
Acumuladores de Electricidad, Manual Práctico.
Ed. Progensa.
20. Schilling, Donald (1995).
Circuitos Electrónicos Discretos e Integrados.
Ed. McGraw Hill
21. Sotomayor, Carlos (1986).
Energía Solar Fotovoltaica.
Ed. Marcombo.
11.- PRÁCTICAS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Medición de los parámetros eléctricos de fotoceldas y LED´s .
Diseño de aplicaciones utilizando fotoceldas y LED´s .
Medición de los parámetros eléctricos de fototransistores y fototiristores.
Diseño de aplicaciones de fototransistores y fototiristores.
Diseñar aplicaciones de display de: LED´s, Barra, alfanuméricos y LCD.
Medición de los parámetros eléctricos de los Optoaisladores.
Diseñar aplicaciones con optoaisladores
Diseño de una interfaz para aislar un sistema de potencia de un sistema de
control analógico o digital
9. Medición de los parámetros eléctricos de una celda solar.
10. Diseño de aplicaciones con celdas solares
11. Medición de los parámetros ópticas de una fibras ópticas
12. Aplicaciones de la fibra óptica.
13. Medición de los parámetros eléctricos del LASER.
14. Aplicaciones del LÁSER.